二极管激光阵列以其高功率、高效率、体积小、寿命长等优点,广泛应用于通讯、医疗、泵浦固体激光器和光纤激光器等诸多领域。尤其在材料加工方面,近年来发展迅速,有替代传统固体激光器的趋势。但是二极管激光阵列固有的光束质量差、相干性差等缺陷严重制约了其进一步应用。近年来将体布拉格光栅(VBG)用于激光二极管阵列光束质量的改善取得了明显效果。本文围绕采用体布拉格光栅作为外腔改善DLA光束质量这一课题展开了一系列理论和实验研究工作。文中根据Kogelnik耦合波理论对光通过光栅传播进行了分析。建立了体布拉格光栅衍射效率模型,得到了光栅衍射效率随波长偏离量和角度偏离量的变化关系。并根据光栅效率公式推导出了描述光栅的各个参数之间的关系。以光栅理论为基础,文中进而阐述了体布拉格光栅外腔稳定DLA频谱的原理,实现了对49个发光单元构成的DLA进行频谱锁定。DLA经VBG锁定后中心波长稳定在807.5nm,光谱宽度为0.4 nm,且不随温度变化。同时建立了体布拉格光栅外腔锁相的理论模型,并通过实验进行了验证。文中最后对波长啁啾VBG外腔锁定DLA各个发光单元激射波长后进行光束组合的实验进行了研究和优化。19个单元经wavelength-chirped VBG外腔锁定后,光谱展宽为15nm,相邻单元中心波长相距约0.8nm,单个发光单元的谱宽被大大压窄,且波长不随温度变化。经衍射光栅组束,在注入电流40A时,最终得到24.1W的连续输出,斜效率为0.76W/A,组合效率约为70%。主光束慢轴光束质量因子M~2约为32,与单个单元相当。